CN108730108A - 一种机械式波浪能发电装置 - Google Patents

一种机械式波浪能发电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108730108A
CN108730108A CN201810687592.7A CN201810687592A CN108730108A CN 108730108 A CN108730108 A CN 108730108A CN 201810687592 A CN201810687592 A CN 201810687592A CN 108730108 A CN108730108 A CN 108730108A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave
kickboard
power generation
connecting rod
support plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810687592.7A
Other languages
English (en)
Inventor
田甜
黄俊超
梁志鹏
李嵩瑞
李刘鹏
张羽
华扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN201810687592.7A priority Critical patent/CN108730108A/zh
Publication of CN108730108A publication Critical patent/CN108730108A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/02—Casings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明公开了一种机械式波浪能发电装置，由波浪能收集浮板和波浪能发电机构两部分组成，其中,波浪能收集浮板位于波浪能发电机构的上方为水面部分,波浪能发电机构为水下部分；水面部分在有风浪状况下不易产生倾翻，水下部分为机械结构稳定可靠、易于维护和保养。波浪能收集浮板通过销轴铰接,多块浮板连接成蛇形状漂浮在水面上。当波浪经过时，浮板随波浪上下运动，并带动连杆，通过曲柄连杆将竖直方向的直线运动转化为旋转运动，连接发电机后发电。波浪能发电机构设置有波浪能增强支板，在降压增速的同时加快水面波浪通过浮板，增加波动频率，增加流体速度，在通道出口处连接有叶轮机带动水力发电机进行发电。

Description

一种机械式波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及波浪能收集及利用与发电技术，具体地说，涉及一种机械式波浪能发电装置。
背景技术
波浪能发电是以波浪的能量为动力产生电能。海洋波浪蕴藏着巨大的能量，通过某种装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后带动发电机发电。
目前，市面上的波浪能发电系统多利用一个柱状或者球状的浮子跟随波浪波动进行发电，当一个浪涌过来时，仅上下起伏一次，而且由于浪涌的运动不均匀，很多时候水面的波浪起伏不大，造成发电机发电不均匀，转换效率低。而且大多数波浪能发电装置仅利用波浪位差的垂直发电，并没有考虑到水平动能能量的利用。
随着全球气候变暖以及环境污染的加深，能源问题在全世界范围内倍受关注，逐步成为各国经济发展上的核心问题。已有多个国家和地区研究波浪能的开发，建设若干大小波力电站装置、机组或船体座台，总装机容量已超过80万kw，其建站数量和发电功率分别以每年2.5％和10％的速度增加。但在波浪能发电规模方面，世界上已达到104kw级的应用。
发明专利ZL201620783925.2公开了一种“波浪能发电装置”，该发电装置的波浪能收集单元包括浮舱、设置在浮舱内部的压水舱、为该压水舱注水或排水的双向水泵；其中,浮舱利用浮力随波浪上下运动，带动活塞杆相对于浮舱底部的液压缸进行往复运动，由液压缸将波浪的势能转化为液压能。但该发电装置中的液压系统在水下工作,容易造成泄漏，对海域形成污染。同时,该发电装置中的收集单元在通过一个波浪的时候只能完成一个上下运动周期,利用率低,而且该装置成本较高。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种机械式波浪能发电装置；该发电装置分为波浪能收集浮板和波浪能发电机构两部分，波浪能收集浮板位于波浪能发电机构的上方为水面部分，波浪能发电机构为水下部分，水下部分为机械结构，水面部分在有风浪状况下不易产生倾翻，水下部分为机械结构稳定可靠、易于维护保养。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括波浪能收集浮板和波浪能发电机构两部分，波浪能收集浮板位于波浪能发电机构的上方为水面部分,波浪能发电机构为水下部分，其特征在于波浪能收集浮板包括第一浮板、第二浮板、第三浮板、销轴、短连杆、横杆和长连杆；波浪能发电机构包括机构外壳、支架、叶轮机、密封波纹管、连杆支架、发电机、曲柄连杆、轴支撑、发电机转轴、第一支板、第二支板、第三支板和水力发电机，
所述第一浮板、第二浮板和第三浮板为结构相同的部件,第二浮板两侧端分别与第一浮板、第三浮板通过销轴铰接,连接成蛇形状，第一浮板、第三浮板下部分别通过横杆依次连接短连杆和长连杆，第二浮板下部通过横杆连接长连杆，长连杆通过位于机构外壳上的密封波纹管，长连杆末端固连在连杆支架上，连杆支架末端与曲柄连杆连接，曲柄连杆通过轴支撑与发电机转轴连接，并带动发电机；当波浪经过时，第一浮板、第二浮板和第三浮板上下运动，并带动连杆，通过曲柄连杆将竖直方向的直线运动转化为旋转运动，连接发电机后发电；
所述第一支板与第二支板结构相同，第一支板与第二支板后端与机构外壳连接，两支板对称安装，第三支板位于第一支板与第二支板之间，所述第三支板为机翼形结构，后缘靠紧机构外壳部位开分为两层，上层向上翘曲，下层向下弯曲，形成上收缩通道与下收缩通道，实现水流降压增速；水力发电机位于下收缩通道出口处，叶轮机与水力发电机联接，叶轮机向对下收缩通道水流方向，下收缩通道水流驱动叶轮机转动，实现叶轮机带动水力发电机进行发电；所述支架为长方柱形体，多根支架均布固定在机构外壳底部，支架用于固定支撑波浪能发电机构,同时保护叶轮机与水力发电机。
所述第一浮板、第二浮板、第三浮板和机构外壳均采用亚克力材料。
所述长连杆与机构外壳处加装双层防水密封圈。
有益效果
本发明提出的一种机械式波浪能发电装置，由波浪能收集浮板和波浪能发电机构两部分组成，其中,波浪能收集浮板位于波浪能发电机构的上方为水面部分,波浪能发电机构为水下部分，水下部分为机械结构,水面部分在有风浪状况下不易产生倾翻，水下部分稳定可靠易于维护保养。其中,波浪能收集浮板通过销轴铰接,多块浮板连接成蛇形状漂浮在水面上，当波浪经过时，浮板随波浪上下运动，并带动连杆，通过曲柄连杆将竖直方向的直线运动转化为旋转运动，连接发电机后发电。波浪能发电机构设置有波浪能增强支板用来增强波浪能，在降压增速的同时加快水面波浪通过浮板，增加波动频率，增加流体速度，在通道出口处连接有叶轮机带动水力发电机进行发电。
本发明机械式波浪能发电装置，采用浮板与连杆形成差动波动结构,大幅度提高发电效率；其中，波浪能传递采用机械式曲柄连杆在发电装置中，效率高且成本低。而且发电装置可分开使用，满足不同的工作条件。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种机械式波浪能发电装置作进一步详细说明。
图1为本发明机械式波浪能发电装置轴测图。
图2为本发明机械式波浪能发电装置俯视图。
图3a为图2A-A向剖视图。
图3b为图3a的局部放大图。
图4为第一支板与第二支板的俯视图。
图5为图4B-B向剖视图。
图6为浮板连接示意图。
图7a、图7b、图7c、图7d、图7e为浮板随波浪上下浮动状态示意图。
图中:
1.第一浮板 2.第二浮板 3.第三浮板 4.机构外壳 5.支架 6.水力发电机 7.叶轮机8.第一支板 9.第二支板 10.密封波纹管 11.连杆支架 12.发电机 13.曲柄连杆14.轴支撑 15.发电机转轴 16.第三支板 17.销轴 18.长连杆 19.短连杆 20.横杆
具体实施方式
本实施例是一种机械式波浪能发电装置。
参阅图1～图6，本实施例机械式波浪能发电装置，由波浪能收集浮板和波浪能发电机构两部分组成，波浪能收集浮板位于波浪能发电机构的上方为水面部分,波浪能发电机构为水下部分，其中,波浪能收集浮板还包括第一浮板1、第二浮板2、第三浮板3、销轴17、短连杆19、横杆20和长连杆18；波浪能发电机构还包括机构外壳4、支架5、叶轮机7、密封波纹管10、连杆支架11、发电机12、曲柄连杆13、轴支撑14、发电机转轴15、第一支板8、第二支板9、第三支板16和水力发电机6；第一浮板1、第二浮板2和第三浮板3为结构相同的部件,第二浮板2两侧端分别与第一浮板1、第三浮板3通过销轴17铰接,连接成蛇形状。第一浮板1、第三浮板3下部分别通过横杆20依次连接短连杆19和长连杆20，第二浮板2下部通过横杆20连接长连杆18，长连杆18通过位于机构外壳4上的密封波纹管10，长连杆18末端固连在连杆支架11上，连杆支架11末端与曲柄连杆13连接，曲柄连杆13通过轴支撑14与发电机转轴15连接，并带动发电机；当波浪经过时，第一浮板1、第二浮板2和第三浮板3上下运动，并带动连杆，通过曲柄连杆将竖直方向的直线运动转化为旋转运动，连接发电机后发电。第一浮板1、第二浮板2、第三浮板3和机构外壳4均采用亚克力材料。
本实施例中,第一支板8与第二支板9结构相同，第一支板8与第二支板9后端与机构外壳4连接，第一支板8与第二支板9对称安装，第三支板16位于第一支板8与第二支板9之间，第三支板16为机翼形结构，后缘靠紧机构外壳4部位分为两层，上层向上翘曲，下层向下弯曲，形成上收缩通道与下收缩通道。当水流过时，根据伯努利方程，收缩通道会让水流降压增速，因此水流通过波浪能增强后，经过上收缩通道的水流增强水面的波浪能，加快波浪的波动频率，提高发电效率。水力发电机6位于下收缩通道出口处，叶轮机7与水力发电机6联接，叶轮机7向对下收缩通道水流方向，下收缩通道水流驱动叶轮机7转动，实现叶轮机7带动水力发电机6进行发电。支架5为长方柱形体，多根支架5均布固定在机构外壳4底部，支架5用于固定支撑波浪能发电机构,同时保护叶轮机7与水力发电机6。
本实施例中,长连杆18与机构外壳4处加装双层防水密封圈。各连接部件均作防水密封处理。
本实施例工作过程
参阅图7a～图7e,机械式波浪能发电装置固定放置在近海岸的海水中，波浪能收集浮板的第一浮板1、第二浮板2和第三浮板3铰接,多块浮板连接成蛇形状漂浮在水面上，波浪能收集浮板可随波浪上下浮动；当前方传来一个波浪时，第一浮板1首先接触，前缘抬头，随波浪的不断推进，第一浮板1逐步上浮，直到下表面的横栏到达波浪的最高点，之后第一浮板1开始下沉。在第一浮板1开始下沉时，波浪不断向后移动，由于浮板系统在水平位置固定，在浮力的作用下，第二浮板2开始上浮，同样，达到波浪最高点后，开始下沉，第三浮板3进行相同运动。多块浮板的上下直线运动带动与之连接的连杆，连杆与下方的曲柄连杆13连接，曲柄连杆13将波浪的上下往复运动变为发电机转轴15的旋转运动，从而带动发电机12进行发电。波浪能发电机构的支板用来增强波浪能，位于水下的支板使来流的上层部分流体通过向上的收缩的通道，降压增速的同时将此部分流体输送到水面，加快水面波浪通过浮板，增加波动频率，增加发电功率。位于水下的支板使来流的下层部分流体通过向下收缩的通道，增加流体速度，在通道出口处连接有叶轮机7，流体使得叶轮机7旋转进行发电。

Claims (3)

1.一种机械式波浪能发电装置，包括波浪能收集浮板和波浪能发电机构两部分，波浪能收集浮板位于波浪能发电机构的上方为水面部分,波浪能发电机构为水下部分，其特征在于:波浪能收集浮板包括第一浮板、第二浮板、第三浮板、销轴、短连杆、横杆和长连杆；波浪能发电机构包括机构外壳、支架、叶轮机、密封波纹管、连杆支架、发电机、曲柄连杆、轴支撑、发电机转轴、第一支板、第二支板、第三支板和水力发电机，
所述第一浮板、第二浮板和第三浮板为结构相同的部件,第二浮板两侧端分别与第一浮板、第三浮板通过销轴铰接,连接成蛇形状，第一浮板、第三浮板下部分别通过横杆依次连接短连杆和长连杆，第二浮板下部通过横杆连接长连杆，长连杆通过位于机构外壳上的密封波纹管，长连杆末端固连在连杆支架上，连杆支架末端与曲柄连杆连接，曲柄连杆通过轴支撑与发电机转轴连接，并带动发电机；当波浪经过时，第一浮板、第二浮板和第三浮板上下运动，并带动连杆，通过曲柄连杆将竖直方向的直线运动转化为旋转运动，连接发电机后发电；
所述第一支板与第二支板结构相同，第一支板与第二支板后端与机构外壳连接，两支板对称安装，第三支板位于第一支板与第二支板之间，所述第三支板为机翼形结构，后缘靠紧机构外壳部位开分为两层，上层向上翘曲，下层向下弯曲，形成上收缩通道与下收缩通道，实现水流降压增速；水力发电机位于下收缩通道出口处，叶轮机与水力发电机联接，叶轮机向对下收缩通道水流方向，下收缩通道水流驱动叶轮机转动，实现叶轮机带动水力发电机进行发电；所述支架为长方柱形体，多根支架均布固定在机构外壳底部，支架用于固定支撑波浪能发电机构,同时保护叶轮机与水力发电机。
2.根据权利要求1所述的机械式波浪能发电装置，其特征在于:所述第一浮板、第二浮板、第三浮板和机构外壳均采用亚克力材料。
3.根据权利要求1所述的机械式波浪能发电装置，其特征在于:所述长连杆与机构外壳处加装双层防水密封圈。
CN201810687592.7A 2018-06-28 2018-06-28 一种机械式波浪能发电装置 Pending CN108730108A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810687592.7A CN108730108A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种机械式波浪能发电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810687592.7A CN108730108A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种机械式波浪能发电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108730108A true CN108730108A (zh) 2018-11-02

Family

ID=63930949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810687592.7A Pending CN108730108A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种机械式波浪能发电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108730108A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113250894A (zh) * 2021-06-23 2021-08-13 车禹豪 海浪发电装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1421604A (zh) * 2001-11-29 2003-06-04 赵世友 波浪能原动机
US20100213710A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Columbia Power Technologies Direct drive rotary wave energy conversion
KR20120106451A (ko) * 2011-03-18 2012-09-26 주식회사 로보멕 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템
CN205841085U (zh) * 2016-07-22 2016-12-28 高先乐 波浪能发电装置
CN208416783U (zh) * 2018-06-28 2019-01-22 西北工业大学 一种机械式波浪能发电装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1421604A (zh) * 2001-11-29 2003-06-04 赵世友 波浪能原动机
US20100213710A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Columbia Power Technologies Direct drive rotary wave energy conversion
KR20120106451A (ko) * 2011-03-18 2012-09-26 주식회사 로보멕 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템
CN205841085U (zh) * 2016-07-22 2016-12-28 高先乐 波浪能发电装置
CN208416783U (zh) * 2018-06-28 2019-01-22 西北工业大学 一种机械式波浪能发电装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113250894A (zh) * 2021-06-23 2021-08-13 车禹豪 海浪发电装置
CN113250894B (zh) * 2021-06-23 2024-05-24 车禹豪 海浪发电装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202402205U (zh) 振荡浮子式波浪能发电装置
CN106368891A (zh) 一种风能、海洋能综合发电装置
CN104314741A (zh) 一种利用水轮机的双浮体式波浪能发电装置
CN101571097B (zh) 一种漂浮悬挂式液态金属磁流体波浪能直接发电装置
CN109356772A (zh) 一种浮式海洋能发电系统
KR20100001454A (ko) 떠 있는 조력 발전 장치
CN104405568A (zh) 一种水平运动的浮子式直驱波浪能装置
CN104405570A (zh) 一种利用水轮机的伞形波浪能发电装置
CN102720629B (zh) 波浪能转换装置及其系统
CN208416783U (zh) 一种机械式波浪能发电装置
CN104265554A (zh) 一种浮子式直驱波浪能装置
CN102135062A (zh) 一种近岸海面波浪能发电装置
CN103161657A (zh) 液压式水面发电装置
CN108730108A (zh) 一种机械式波浪能发电装置
CN105927461B (zh) 一种聚波浪涡轮式发电装置
CN104405564A (zh) 一种利用浮力摆的直驱式波浪能装置
CN104389725A (zh) 一种利用气轮机的多浮子式波浪能装置
CN104405566A (zh) 一种利用重力摆的直驱式波浪能装置
CN104329209A (zh) 一种垂向运动的点吸收式波浪能装置
CN100455791C (zh) 一种水力发电机组
CN206750094U (zh) 大型浮管式发电机壳体固定结构
CN209083460U (zh) 一种组合式多级获能潮流能发电平台
CN104234921A (zh) 一种振动浮子式波浪能装置
CN202295231U (zh) 一种利用海洋潮汐能和江河水能的发电船
CN106321338A (zh) 一种漂浮式波浪发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination